用於模擬電信連接的阻抗匹配的方法和電路裝置的製作方法
2023-10-24 00:00:57 1
專利名稱：用於模擬電信連接的阻抗匹配的方法和電路裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在位於用戶方和局方之間的模擬電信連接的至少一端進行阻抗匹配的方法，其中在兩端均設有用於數據機的語音通道和數據通道。
另外，本發明還涉及一種電信通路的電路裝置，所述的電信通路具有與通信網的模擬局線相連的一個用戶方和一個局方，該電路裝置分別在用戶方和局方布置有一個語音通道，該語音通道帶有至少一個位於用戶方的電信終端，並且所述的電路裝置還具有一個設有至少各一個數據機的數據通道，其中設置有用於選擇性地選擇每個通道所使用的頻率的裝置和至少一個用於匹配阻抗的裝置。
在建立電信連接時，位於模擬電信連接的兩端的設備必須就其阻抗進行相互匹配，並與電信連接的線路特性進行自匹配，以便例如充分地抑制語音回波的形成，從而在通信工作中使其不起到幹擾作用。這種匹配以公知的方式是如此來進行的，即針對線路阻抗、輸入阻抗和平衡阻抗的不同群而研製許多按要求被使用的所謂的分離器和濾波器。另外還已知，通過把輸入的頻率反射回來以與不同的線路特性相匹配，其中如此地改變相移和幅度衰減使得達到所需要的匹配。在這種實施方案變型中，可以在一個係數表中簡單地存放頻率反射在幅度衰減和相移方面的性能，以便與模擬電信連接的不同情況進行可變的匹配。
在已知的現有技術的所有調節方案中，必須測定特定的線路或給出特定的線路的某些預給定參數，並就此對局方的阻抗進行匹配。這一方面非常耗費人力，另一方面也不足夠靈活，因為通過改變環境條件、或通常改變用戶方的連接情況(該情況並不一定能被局方所影響)而產生隨時間變化的情況，網絡運營商必須儘可能快地與該情況進行匹配。
因此本發明的任務在於提供一種用於在模擬電信連接的至少一端進行阻抗匹配的方法，它可以靈活地對變化的線路特性作出反應。為執行該方法，本發明還提供了電信通路的相應電路裝置。
該任務利用獨立權利要求的特徵來解決。
在本申請人尚未公開的專利申請(99 E 1998 DE/200017270)中建議了一種用於分析位於帶有數據機的第一方和第二方之間的數據線的方法，所述的數據機設有至少一個發射/接收放大器、至少一個數據和/或程序存儲器、至少一個信號處理器、以及一個用於對到來的信號進行譜分析的裝置，其中，藉助該數據機在對方對數據線進行譜分析，並從譜分析的結果中推導出線路特性。
這就是說，在用戶方的數據機和局方交換站的數據機之間的訓練階段，在該數據機之間發送和分析不同的聲音和測試信號。然後從所測得的接收電平和傳播時間中測出模擬電信連接在不同頻率時的衰減，並近似地測出線路長度和線路阻抗。上述專利申請的內容在此被全部地、尤其是在數據線的分析方法方面被引作本申請的公開內容。
由於模擬終端設備和用戶方的數據機的輸入阻抗在語音傳輸的頻率範圍內是充分準確地被已知的，所以從所述通過數據機獲得的線路參數既可以確定出線路的輸入阻抗(包括通常被裝設的POT分離器或直列濾波器)，也可以確定與頻率有關的衰減失真。因此把該模擬用戶電路中的阻抗值用於平衡阻抗(平衡濾波器)，以便補償電信連接的阻抗。另外，可以利用位於用於語音傳輸的數位訊號處理器(DSP)內的數字濾波器的修正來降低所述與頻率有關的衰減失真。
根據本發明的思想，發明人建議了一種用於在位於用戶方(I)和局方(III)之間的模擬電信連接(I)的至少一端進行阻抗匹配的方法，其中在兩端均設有語音通道和用於數據機的數據通道，對該方法作以下改進至少在第一次建立通信連接時利用一個數據機直接或間接地測量所述具有衰減和阻抗的電信連接的線路特性，並將其用來調節所述語音通道上的平衡阻抗。
在本發明方法的一種特殊實施方式中建議，關於所測量的線路特性的信息被存放到一個可從語音通道讀取的係數表中。這例如可以通過交換一個指向該係數表某個列的指示器來實現，或者通過讀入該係數表內的某個標記來實現。
另外還存在如下的可能性，關於所測量的線路特性的信息從數據通道直接被傳輸給所述的語音通道，而不必採取經由所述係數表的中間通道。
另外，關於所測量的線路特性的信息也可以作為某個係數組的定義形式而被傳輸。
優選地，在局方匹配所述的平衡阻抗，但也可以按照相應的方式和方法根據預先的數據機的測量而在用戶方匹配所述的平衡阻抗。
此時，上述的方法可以非常簡單地實現與模擬電信連接的當前情況相匹配。
根據本發明，發明人還建議了一種電信通路的電路裝置，所述的電信通路具有一個用戶方和一個局方、一個通信網的模擬局線，該電路裝置分別在用戶方和局方布置有一個語音通道，該語音通道帶有至少一個位於用戶方的電信終端，並且所述的電路裝置還具有一個設有至少各一個數據機的數據通道，其中設置有用於選擇性地選擇每個通道所使用的頻率的裝置和至少一個用於匹配阻抗的裝置，對該電路裝置作以下改進所述的數據機具有用於直接或間接地確定所述模擬局線的線路特性的裝置，並設有用於把關於所測得的線路特性的信息傳輸到所述語音通道上的裝置。
由於被發射的信號分別在反方向上產生一個與該信號相關的幹擾信號，所以也可以通過一個依賴於該發射信號的信號來有效和充分地抑制所到達的幹擾信號。為此，從發射信號中推導出一個被移相的、在幅度方面被匹配過的第二信號，然後將該信號疊加在到達的幹擾信號上，從而根據相反的幅值而降低該幹擾信號。因此發明人在本發明的電路裝置的一種特殊實施方式中，建議利用可控的數位訊號處理器(DSP)來實施阻抗匹配裝置，利用其來相應可控地執行這種有效的幹擾信號抑制。顯然，通過集成相應的附加軟體模塊，這種功能也可以通過已被用於其它目的的DSP來實現。
另外，用於把關於線路特性的信息傳輸到所述語音通道上的裝置還具有一個係數表，在該係數表內可以從數據通道寄存所述的線路特性和從所述的語音通道讀取所述的線路特性。
另一方面，用於把關於線路特性的信息傳輸到所述語音通道上的裝置可以是一個用於係數表的指示器，通過該指示器定義需要被採用的係數表的值。
另外優選地，用於把關於線路特性的信息傳輸到所述語音通道上的裝置可以是一種位於局方或用戶方的語音通道和數據通道之間的直接數據連接。
另外根據本發明，用於阻抗匹配的裝置既可以被布置在局方，也可以被布置在用戶方。
所述的電信通路或電信連接尤其可以是xDSL連接或ADSL連接。
現在參考附圖並藉助優選實施例來詳細地講述本發明。其中
圖1示出了具有用戶方、模擬局線和局方的電信連接，其在用戶方和局方具有POT分離器；圖2示出了具有用戶方、模擬局線和局方的電信連接，其中在用戶方具有POT分離器，而在局方沒有POT分離器。
圖1簡要地示出了電信通路的一種電路裝置，其具有用戶方I、局方III和位於它們之間的模擬局線II。所述的模擬局線II主要由已知的雙線連接線、即a線和b線構成，其電阻和電容被表示在功能框圖6之中。整個電路裝置的各個功能框圖的阻抗分別用Zx表示。
用戶方I主要由低通濾波器4和位於其後的電信終端1構成，它們形成了語音通道SP，而且與之並聯地連接了一個數據通道DP，該數據通道帶有高通濾波器5和與之相連的數據機2。低通濾波器4濾除高頻，並只讓語音交換所需要的低頻通往電信終端1，而高通濾波器5對低頻形成屏障，並只讓數據傳輸所用的高頻信號通往數據機2。高通濾波器5和低通濾波器4在圖示中均以功能單元的形式被綜合為所謂的POT分離器3。
在局方III同樣也設有一個語音通道SP和一個數據通道DP。在此也通過具有高通濾波器9和低通濾波器8的POT分離器7來分離兩個通道。語音通道SP中的低通濾波器8讓低頻通往接下來的具有集成AD變換器的線路驅動器10，由該AD變換器與接下來的數位訊號處理器(DSP)11交換數字語音數據，而數位訊號處理器11又通過控制單元12進行控制。
數據通道DP以相應的方式構成，其具有高通濾波器9、接下來的具有集成AD變換器的線路驅動器14，該AD變換器與DSP 15交換其數據，而DSP 15又通過控制單元16進行控制。
根據本發明，在控制單元16內集成一個數據機模塊21，該模塊在通過數據通道DP建立通信連接時可以通過與用戶方的數據機2進行通信來確定該電信通路的線路特性。為了確定該線路特性而發出不同的頻率，並測量和以公知的方式分析其相移及幅度衰減。
若電信通路存在這種線路特性，則由控制單元16通過接口20在後接的係數表18中產生一個錄入項，其中該係數表具有電信通路的已知線路數據，或者，在係數表18中標記該電信通路的類別。
隨後，具有阻抗調節模塊13的控制單元12利用接口19訪問該係數表18，並調用該電信通路的實際線路特性，或者至少識別出該電信通路的類別，然後根據所獲得的信息如此地控制所述主管該語音通道SP的DSP 11，使得DSP性能與所給定的電信通路的線路特性進行最佳的匹配。
圖2給出了具有用戶方I、模擬局線II和局方III的類似電信通路。
與圖1相比，用戶方I的不同之處僅在於，語音通道SP的低通濾波器4與數據通道DP的高通濾波器5是分開的，它們被表示為所謂的直列濾波器。局線II與圖1相同。
局方III與圖1具有較大的區別，其中在此設立了一個具有集成AD變換器的單個的寬帶功率放大器10，而不是兩個線路驅動器，而且只有在該寬帶放大器10的左邊才劃分成語音通道SP和數據通道DP。數據通道DP由通過控制單元16控制的DSP 15組成。與此鏡像地，該語音通道SP同樣也具有一個數位訊號處理器11和一個控制該處理器的控制單元12。
根據圖1的實施方案，在局方III的數據通道DP的控制單元16內存在一個數據機模塊21，它可以與用戶方的數據機2進行通信，如上所述，通過相應的測試過程，即發射某個已知的測試信號和必要時隨後還與用戶方的數據機2交換所接收的數據，便可以分析模擬局線II的線路特性。
根據本發明，關於模擬局線II的線路特性的信息通過接口20和19直接被傳輸給語音通道SP的控制單元12的阻抗調節模塊13，以便該模塊能夠根據目前得知的模擬局線的特性和所有位於其內的阻抗來控制數位訊號處理器11，並與實際情況進行最佳的匹配。
需要指出的是，位於控制單元12和16之內的功能框圖13、19、17、20、21以及被控制的DSP 11和15都不一定是硬體單元，而是大多被實施為程序模塊。
在本發明的框架內，可以在有意地改變這種線路特性之後譬如人工地控制所述電信通路的線路特性的測量，或者自動地在每次建立通信連接時執行線路特性的這種測量，或者也只在第一次於用戶方I和局方III之間建立通信連接時促成這種測量。顯然，也可以綜合時間控制地詢問該線路特性。
應當理解，本發明的上述特徵不僅可以按照所給出的組合使用，而且也可以按照其它的組合或單獨地使用，這都不會脫離本發明的範圍。
總之，本發明的在分別具有語音通道及帶有數據機的數據通道的電信連接中用於匹配阻抗的方法和電路裝置建議了可以採用通過數據機所測量的線路特性來正確地調節語音通道上的阻抗。從而實現了更靈活地對變化的線路特性作出反應，以便此時在模擬電信連接的至少一端進行阻抗匹配。
權利要求
1.用於在位於用戶方(I)和局方(III)之間的模擬電信連接(I)的至少一端進行阻抗匹配的方法，其中在兩端均設有語音通道(SP)和用於數據機(2，21)的數據通道(DP)，其特徵在於至少在第一次建立通信連接時利用一個數據機(2，21)直接或間接地測量所述具有衰減和阻抗的電信連接的線路特性，並將其用來調節所述語音通道(SP)上的平衡阻抗(ZNB)。
2.按權利要求1的方法，其特徵在於關於所測量的線路特性的信息被存放到一個可從語音通道(SP)讀取的係數表(18)中。
3.按權利要求1或2的方法，其特徵在於關於所測量的線路特性的信息從數據通道(DP)直接被傳輸給所述的語音通道(SP)。
4.按上述權利要求1-3之一的方法，其特徵在於關於所測量的線路特性的信息作為係數組的定義形式而被傳輸。
5.按上述權利要求1-3之一的方法，其特徵在於在局方(III)匹配所述的平衡阻抗。
6.按上述權利要求1-3之一的方法，其特徵在於在用戶方(I)匹配所述的平衡阻抗。
7.電信通路的電路裝置，所述的電信通路具有與通信網的模擬局線(II)相連的一個用戶方(I)和一個局方(III)，該電路裝置分別在用戶方和局方布置有一個語音通道(SP)，該語音通道帶有至少一個位於用戶方的電信終端(1)，並且所述的電路裝置還具有一個設有至少各一個數據機(2，21)的數據通道(DP)，其中設置有用於選擇性地選擇每個通道(SP，DP)所使用的頻率的裝置(3，4，5，7，8，9)和至少一個用於匹配阻抗的裝置，其特徵在於所述的數據機(2，21)具有用於直接或間接地測量所述模擬局線(II)的線路特性的裝置(17)，並設有用於把關於線路特性的信息傳輸到所述語音通道(SP)上的裝置(18，19，20)。
8.按權利要求7-8之一的電路裝置，其特徵在於用於把關於線路特性的信息傳輸到所述語音通道(SP)上的裝置(19，20)具有一個係數表(18)，在該係數表內可以從數據通道(DP)寄存所述的線路特性和從所述的語音通道(SP)讀取所述的線路特性。
9.按權利要求7-9之一的電路裝置，其特徵在於用於把關於線路特性的信息傳輸到所述語音通道上的裝置是一個用於係數表(18)的指示器，通過該指示器定義需要被採用的係數表(19)的值。
10.按權利要求7-10之一的電路裝置，其特徵在於用於把關於線路特性的信息傳輸到所述語音通道上的裝置是一種在局方或用戶方的語音通道(SP)和數據通道(DP)之間具有接口(19，20)的直接數據連接。
11.按權利要求7-11之一的電路裝置，其特徵在於用於阻抗匹配的裝置(13，11)被布置在局方。
12.按權利要求7-12之一的電路裝置，其特徵在於用於阻抗匹配的裝置被布置在用戶方。
13.按權利要求7-13之一的電路裝置，其特徵在於所述的電信通路是xDSL連接，尤其是ADSL連接。
全文摘要
本發明涉及用於在電信連接中進行阻抗匹配的方法和電路裝置，其中所述的電信連接分別具有一個語音通道和一個帶有數據機的數據通道，其中採用通過所述數據機所測量的線路特性來正確地調節語音通道上的阻抗。
文檔編號H04M1/738GK1636385SQ02812095
公開日2005年7月6日 申請日期2002年2月27日 優先權日2001年4月23日
發明者P·庫尼施 申請人:西門子公司